JPH08287933A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPH08287933A JPH08287933A JP7089605A JP8960595A JPH08287933A JP H08287933 A JPH08287933 A JP H08287933A JP 7089605 A JP7089605 A JP 7089605A JP 8960595 A JP8960595 A JP 8960595A JP H08287933 A JPH08287933 A JP H08287933A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 都市ガスを燃料とし、需要地に直接立地して
使用する燃料電池において、万一自然災害などにより都
市ガスの供給ができなくなった場合にも動作可能な燃料
電池発電システムを提供する。 【構成】 都市ガス供給ラインに接続された燃料電池
に、再充填が可能な水素貯蔵用の水素吸蔵合金タンク、
あるいは燃料が封入された圧力容器などの可搬型燃料源
の供給路を接続した燃料電池発電システム。
使用する燃料電池において、万一自然災害などにより都
市ガスの供給ができなくなった場合にも動作可能な燃料
電池発電システムを提供する。 【構成】 都市ガス供給ラインに接続された燃料電池
に、再充填が可能な水素貯蔵用の水素吸蔵合金タンク、
あるいは燃料が封入された圧力容器などの可搬型燃料源
の供給路を接続した燃料電池発電システム。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、都市ガスを燃料とする
燃料電池発電システムに関する。
燃料電池発電システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料電池発電システム、特に需要
地に直接立地して使用するオンサイト型発電システム
は、燃料として都市ガスの使用が考えられている。
地に直接立地して使用するオンサイト型発電システム
は、燃料として都市ガスの使用が考えられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】都市ガスを燃料とする
場合、自然現象などの非常事態が発生し、都市ガスが供
給できなくなった場合には、燃料電池の動作は継続する
ことが不可能になる。特に、高温型燃料電池の場合に
は、起動停止にともなうヒ−トサイクルが燃料電池に悪
影響を及ぼすため、不要な起動停止の繰り返しは可能な
限り避けたいのが実状である。また、都市ガスの供給が
できなくなるような災害が発生した場合には、商用電力
の供給も停止する可能性が高く、エネルギ−セキュリテ
ィ−の観点からも、燃料電池発電の継続作動が望まれ
る。しかしながら、万一電力と都市ガスの供給が停止し
た場合には、従来のオンサイト型燃料電池は継続動作が
不可能となる。
場合、自然現象などの非常事態が発生し、都市ガスが供
給できなくなった場合には、燃料電池の動作は継続する
ことが不可能になる。特に、高温型燃料電池の場合に
は、起動停止にともなうヒ−トサイクルが燃料電池に悪
影響を及ぼすため、不要な起動停止の繰り返しは可能な
限り避けたいのが実状である。また、都市ガスの供給が
できなくなるような災害が発生した場合には、商用電力
の供給も停止する可能性が高く、エネルギ−セキュリテ
ィ−の観点からも、燃料電池発電の継続作動が望まれ
る。しかしながら、万一電力と都市ガスの供給が停止し
た場合には、従来のオンサイト型燃料電池は継続動作が
不可能となる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、燃料
の都市ガス供給ラインに接続され、需要地に直接立地し
て使用される燃料電池に、可搬型燃料源の供給路を接続
し、万一自然現象などの非常事態が発生し、都市ガスが
供給できなくなった場合に、燃料の供給源を可搬型燃料
源に切り替えて使用できるようにするものである。ここ
で、可搬型燃料源としては、水素吸蔵合金を収容した水
素吸蔵タンク、またはガスもしくは液化ガスが封入され
た可搬型圧力容器が好ましい。前記の水素吸蔵合金とし
ては、ＡＢ2型ラ−バス相合金、ＡＢ5型合金またはｂｃ
ｃ型合金が好ましく用いられる。また、圧力容器内に封
入されたガスまたは液化ガスは、ＬＰＧまたはＬＮＧで
あることが好ましく、その場合燃料改質器を具備してい
ることが望ましい。
の都市ガス供給ラインに接続され、需要地に直接立地し
て使用される燃料電池に、可搬型燃料源の供給路を接続
し、万一自然現象などの非常事態が発生し、都市ガスが
供給できなくなった場合に、燃料の供給源を可搬型燃料
源に切り替えて使用できるようにするものである。ここ
で、可搬型燃料源としては、水素吸蔵合金を収容した水
素吸蔵タンク、またはガスもしくは液化ガスが封入され
た可搬型圧力容器が好ましい。前記の水素吸蔵合金とし
ては、ＡＢ2型ラ−バス相合金、ＡＢ5型合金またはｂｃ
ｃ型合金が好ましく用いられる。また、圧力容器内に封
入されたガスまたは液化ガスは、ＬＰＧまたはＬＮＧで
あることが好ましく、その場合燃料改質器を具備してい
ることが望ましい。
【０００５】本発明の燃料電池発電システムは、燃料電
池、ガス供給系、制御系、インバ−タ−、排熱回収系な
どの全システムが耐震架台上に設置されていることが好
ましい。また、起動時や停電時などに使用する電力源と
して一次電池または二次電池の少なくとも一方を具備
し、外部からの電力供給を必要としない独立型システム
として構成することが好ましい。さらに、本発明の燃料
電池発電システムに用いる好ましい燃料電池の１つは、
高分子電解質型燃料電池である。燃料の供給路には、一
酸化炭素変成器および／または水素分離装置を具備して
いることが好ましい。本発明の燃料電池発電システムに
用いる好ましい水素分離装置の１つは、ポリイミド、ポ
リアラミド、フッ素樹脂、シリコン樹脂などの樹脂から
なる中空糸またはスパイラルの表面または微細孔が、無
電解メッキにより少なくともパラジウムを含む金属また
は合金で被覆または充填されたものである。好ましい水
素分離装置の他の例は、セラミクスからなる多孔質チュ
−ブの内側または外側表面および微細孔が、無電解メッ
キにより少なくともパラジウムを含む金属または合金で
被覆または充填されたものであり、さらに前記セラミク
スからなる多孔質チュ−ブの内側または外側に一酸化炭
素変成触媒が充填され、一酸化炭素の変性と水素分離が
ハイブリッドに行われるものが望ましい。
池、ガス供給系、制御系、インバ−タ−、排熱回収系な
どの全システムが耐震架台上に設置されていることが好
ましい。また、起動時や停電時などに使用する電力源と
して一次電池または二次電池の少なくとも一方を具備
し、外部からの電力供給を必要としない独立型システム
として構成することが好ましい。さらに、本発明の燃料
電池発電システムに用いる好ましい燃料電池の１つは、
高分子電解質型燃料電池である。燃料の供給路には、一
酸化炭素変成器および／または水素分離装置を具備して
いることが好ましい。本発明の燃料電池発電システムに
用いる好ましい水素分離装置の１つは、ポリイミド、ポ
リアラミド、フッ素樹脂、シリコン樹脂などの樹脂から
なる中空糸またはスパイラルの表面または微細孔が、無
電解メッキにより少なくともパラジウムを含む金属また
は合金で被覆または充填されたものである。好ましい水
素分離装置の他の例は、セラミクスからなる多孔質チュ
−ブの内側または外側表面および微細孔が、無電解メッ
キにより少なくともパラジウムを含む金属または合金で
被覆または充填されたものであり、さらに前記セラミク
スからなる多孔質チュ−ブの内側または外側に一酸化炭
素変成触媒が充填され、一酸化炭素の変性と水素分離が
ハイブリッドに行われるものが望ましい。
【０００６】
【作用】上記の構成による燃料電池発電システムは、万
一自然現象などの非常事態が発生し、都市ガス燃料が供
給できなくなったとしても、可搬型燃料源に切り替えて
使用することによって、燃料電池の動作を継続すること
が可能になる。また、水素吸蔵合金を収容した水素貯蔵
タンクあるいはガスまたは液化ガスを封入した圧力容器
を可搬型燃料源とすれば、非常事態においても容易に燃
料の補給が可能である。
一自然現象などの非常事態が発生し、都市ガス燃料が供
給できなくなったとしても、可搬型燃料源に切り替えて
使用することによって、燃料電池の動作を継続すること
が可能になる。また、水素吸蔵合金を収容した水素貯蔵
タンクあるいはガスまたは液化ガスを封入した圧力容器
を可搬型燃料源とすれば、非常事態においても容易に燃
料の補給が可能である。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。 ［実施例１］図１は、本実施例の燃料電池発電システム
を示したものであり、燃料供給系に係わらない部分およ
び加湿部は省略してある。燃料電池スタック１には、５
ｋＷ級間接内部改質型溶融炭酸塩型燃料電池スタックを
使用している。そして、通常の運転状態においては、都
市ガス供給ライン６から脱硫器８、流量制御弁４および
３を介して燃料電池スタック１に燃料ガスが供給され
る。燃料電池からの排ガスは、燃料排ガスライン２より
排出される。都市ガス供給ライン６から燃料が供給され
ているときは、流量制御弁５は閉じた状態とする。これ
に万一自然現象などの非常事態、例えば地震が発生した
際には、センサ−が地震を感知すると流量制御弁４が閉
じ、同時に流量制御弁５が開いて、液化天然ガスが充填
された可搬型圧力容器７から燃料を供給可能な方式にし
てある。
説明する。 ［実施例１］図１は、本実施例の燃料電池発電システム
を示したものであり、燃料供給系に係わらない部分およ
び加湿部は省略してある。燃料電池スタック１には、５
ｋＷ級間接内部改質型溶融炭酸塩型燃料電池スタックを
使用している。そして、通常の運転状態においては、都
市ガス供給ライン６から脱硫器８、流量制御弁４および
３を介して燃料電池スタック１に燃料ガスが供給され
る。燃料電池からの排ガスは、燃料排ガスライン２より
排出される。都市ガス供給ライン６から燃料が供給され
ているときは、流量制御弁５は閉じた状態とする。これ
に万一自然現象などの非常事態、例えば地震が発生した
際には、センサ−が地震を感知すると流量制御弁４が閉
じ、同時に流量制御弁５が開いて、液化天然ガスが充填
された可搬型圧力容器７から燃料を供給可能な方式にし
てある。
【０００８】この燃料電池発電システムを人工地震発生
装置上に設置し、震度５相当の揺れを人工的に発生させ
たところ、瞬時に都市ガス供給ラインは遮断され、可搬
型圧力容器に切り替わって燃料が供給され、問題なく発
電を継続することが可能であった。また、このとき、地
震などの自然現象が発生した後にも、仮に都市ガスが供
給され続けていたとしても、センサーの動作により流量
制御弁４などを停止させることにより、火災などの二次
災害を防止することが可能である。
装置上に設置し、震度５相当の揺れを人工的に発生させ
たところ、瞬時に都市ガス供給ラインは遮断され、可搬
型圧力容器に切り替わって燃料が供給され、問題なく発
電を継続することが可能であった。また、このとき、地
震などの自然現象が発生した後にも、仮に都市ガスが供
給され続けていたとしても、センサーの動作により流量
制御弁４などを停止させることにより、火災などの二次
災害を防止することが可能である。
【０００９】［実施例２］図２は、本実施例の燃料電池
の発電システムを示したものであり、図１と同様に燃料
供給系に係わらない部分および加湿部は省略してある。
燃料電池スタック１には、３ｋＷ級高分子電解質型燃料
電池スタックを使用している。そして、通常の運転状態
においては、都市ガス供給ライン６から脱硫器８、燃料
改質器１１、図３に示す一酸化炭素変成器および水素分
離装置の両方の機能を備えた装置１０、流量制御弁４お
よび３を介して燃料電池スタックに燃料ガスが供給され
る。このとき流量制御弁５は閉じた状態としてある。万
一自然現象などの非常事態、例えば地震が発生した際に
は、センサ−が地震を感知すると流量制御弁４が閉じ、
同時に流量制御弁５が開いて、水素が充填された可搬型
水素貯蔵９から燃料を供給可能な方式にしてある。可搬
型水素貯蔵タンク９の内部には、水素貯蔵用の水素吸蔵
合金としてＡＢ2型合金であるＴｉ0.8 8Ｚｒ0.12Ｍｎ1.4
Ｃｒ0.4Ｖ0.2が収容されている。
の発電システムを示したものであり、図１と同様に燃料
供給系に係わらない部分および加湿部は省略してある。
燃料電池スタック１には、３ｋＷ級高分子電解質型燃料
電池スタックを使用している。そして、通常の運転状態
においては、都市ガス供給ライン６から脱硫器８、燃料
改質器１１、図３に示す一酸化炭素変成器および水素分
離装置の両方の機能を備えた装置１０、流量制御弁４お
よび３を介して燃料電池スタックに燃料ガスが供給され
る。このとき流量制御弁５は閉じた状態としてある。万
一自然現象などの非常事態、例えば地震が発生した際に
は、センサ−が地震を感知すると流量制御弁４が閉じ、
同時に流量制御弁５が開いて、水素が充填された可搬型
水素貯蔵９から燃料を供給可能な方式にしてある。可搬
型水素貯蔵タンク９の内部には、水素貯蔵用の水素吸蔵
合金としてＡＢ2型合金であるＴｉ0.8 8Ｚｒ0.12Ｍｎ1.4
Ｃｒ0.4Ｖ0.2が収容されている。
【００１０】この燃料電池発電システムを人工地震発生
装置上に設置し、震度５相当の揺れを人工的に発生させ
たところ、瞬時に都市ガス供給ラインは遮断され、可搬
型水素吸蔵合金タンクに切り替わって燃料が供給され、
問題なく発電を継続することが可能であった。
装置上に設置し、震度５相当の揺れを人工的に発生させ
たところ、瞬時に都市ガス供給ラインは遮断され、可搬
型水素吸蔵合金タンクに切り替わって燃料が供給され、
問題なく発電を継続することが可能であった。
【００１１】ここに用いた装置１０は、セラミクスから
なる多孔質チュ−ブ１６の外側表面および微細孔に、無
電解メッキによりパラジウムと銀と金を被覆した後、熱
処理を施すことによって合金化した皮膜１７などを形成
した水素分離装置と、セラミクスからなる多孔質チュ−
ブ１６の内側に充填された一酸化炭素変成触媒１８を有
し、一酸化炭素変成器および水素分離装置の両方の機能
を備えたものである。この装置１０のガス導入口１２は
燃料改質器１１に、また精製水素出口１３は流量制御弁
４にそれぞれ接続されている。また、１４は排圧弁、１
５はオフガス出口を表す。装置１０の代わりに、一酸化
炭素変成器と水素分離装置を別々に設置してもよいし、
またどちらか一方だけ使用してもよい。また、水素分離
装置は、ポリイミド、ポリアラミド、フッ素樹脂、シリ
コン樹脂などの樹脂からなる中空糸またはスパイラルの
表面または微細孔が、無電解メッキにより少なくともパ
ラジウムを含む金属または合金で被覆または充填された
装置であってももちろんよい。
なる多孔質チュ−ブ１６の外側表面および微細孔に、無
電解メッキによりパラジウムと銀と金を被覆した後、熱
処理を施すことによって合金化した皮膜１７などを形成
した水素分離装置と、セラミクスからなる多孔質チュ−
ブ１６の内側に充填された一酸化炭素変成触媒１８を有
し、一酸化炭素変成器および水素分離装置の両方の機能
を備えたものである。この装置１０のガス導入口１２は
燃料改質器１１に、また精製水素出口１３は流量制御弁
４にそれぞれ接続されている。また、１４は排圧弁、１
５はオフガス出口を表す。装置１０の代わりに、一酸化
炭素変成器と水素分離装置を別々に設置してもよいし、
またどちらか一方だけ使用してもよい。また、水素分離
装置は、ポリイミド、ポリアラミド、フッ素樹脂、シリ
コン樹脂などの樹脂からなる中空糸またはスパイラルの
表面または微細孔が、無電解メッキにより少なくともパ
ラジウムを含む金属または合金で被覆または充填された
装置であってももちろんよい。
【００１２】［実施例３］本実施例の燃料電池の発電シ
ステムは、図２のように構成されている。すなわち、燃
料電池スタック１には、３ｋＷ級高分子電解質型燃料電
池スタックを使用し、通常の運転状態においては都市ガ
ス供給ライン６から脱硫器８、燃料改質器１１、ポリイ
ミド樹脂からなる中空糸の表面と微細孔に無電解メッキ
によりパラジウムを被覆した水素分離装置１０、流量制
御弁４および３を介して燃料電池スタックに燃料ガスが
供給される。このとき流量制御弁５は閉じた状態として
ある。 万一自然現象などの非常事態、例えば地震が発
生した際には、センサ−が地震を感知すると流量制御弁
４が閉じ、同時に流量制御弁５が開いて、水素が充填さ
れた可搬型水素貯蔵タンク９から燃料を供給可能な方式
とした。可搬型水素貯蔵タンク９の内部には、水素貯蔵
用の水素吸蔵合金としてＡＢ2型合金であるＴｉ0 .8Ｚｒ
0.2Ｍｎ1.4Ｃｒ0.4Ｖ0.2が収容されている。
ステムは、図２のように構成されている。すなわち、燃
料電池スタック１には、３ｋＷ級高分子電解質型燃料電
池スタックを使用し、通常の運転状態においては都市ガ
ス供給ライン６から脱硫器８、燃料改質器１１、ポリイ
ミド樹脂からなる中空糸の表面と微細孔に無電解メッキ
によりパラジウムを被覆した水素分離装置１０、流量制
御弁４および３を介して燃料電池スタックに燃料ガスが
供給される。このとき流量制御弁５は閉じた状態として
ある。 万一自然現象などの非常事態、例えば地震が発
生した際には、センサ−が地震を感知すると流量制御弁
４が閉じ、同時に流量制御弁５が開いて、水素が充填さ
れた可搬型水素貯蔵タンク９から燃料を供給可能な方式
とした。可搬型水素貯蔵タンク９の内部には、水素貯蔵
用の水素吸蔵合金としてＡＢ2型合金であるＴｉ0 .8Ｚｒ
0.2Ｍｎ1.4Ｃｒ0.4Ｖ0.2が収容されている。
【００１３】この燃料電池発電システムを耐震架台上に
設置し、耐震架台を含む燃料電池システム全体を人工地
震発生装置上に設置し、震度８相当の揺れを人工的に発
生させたところ、瞬時に都市ガス供給ラインは遮断さ
れ、可搬型水素吸蔵合金タンクに切り替わって燃料が供
給され、問題なく発電を継続可能であった。本実施例で
は、図２に示すようなシステム構成を用いたが、流量制
御弁や燃料改質器などのシステムの設置位置は図示のと
おりでなくともよい。例えば、流量制御弁４は脱硫器８
の上流部に設置されてもよいし、水素分離装置１０は流
量制御弁４の下流部に設置されてももちろんよい。
設置し、耐震架台を含む燃料電池システム全体を人工地
震発生装置上に設置し、震度８相当の揺れを人工的に発
生させたところ、瞬時に都市ガス供給ラインは遮断さ
れ、可搬型水素吸蔵合金タンクに切り替わって燃料が供
給され、問題なく発電を継続可能であった。本実施例で
は、図２に示すようなシステム構成を用いたが、流量制
御弁や燃料改質器などのシステムの設置位置は図示のと
おりでなくともよい。例えば、流量制御弁４は脱硫器８
の上流部に設置されてもよいし、水素分離装置１０は流
量制御弁４の下流部に設置されてももちろんよい。
【００１４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、万一自然
現象などの非常事態が発生し、都市ガス燃料が供給でき
なくなっても、燃料電池の動作を継続することが可能に
なる。
現象などの非常事態が発生し、都市ガス燃料が供給でき
なくなっても、燃料電池の動作を継続することが可能に
なる。
【図１】本発明の一実施例における燃料電池発電システ
ムの燃料供給系統を示す図である。
ムの燃料供給系統を示す図である。
【図２】本発明の他の実施例における燃料電池発電シス
テムの燃料供給系統を示す図である。
テムの燃料供給系統を示す図である。
【図３】本発明の実施例に用いた一酸化炭素変成器およ
び水素分離装置の両方の機能を備えた装置の縦断面図で
ある。
び水素分離装置の両方の機能を備えた装置の縦断面図で
ある。
１ 燃料電池スタック ２ 燃料排ガスライン ３、４、５ 流量制御弁 ６ 都市ガス供給ライン ７ 可搬型圧力容器 ８ 脱硫器 ９ 可搬型水素吸蔵合金タンク １０ 一酸化炭素変成器および水素分離装置 １１ 燃料改質器 １２ 改質器からのガス導入口 １３ 精製水素出口 １４ 排圧弁 １５ オフガス出口 １６ セラミクスからなる多孔質チュ−ブ １７ パラジウムを含む金属または合金の被覆膜 １８ 一酸化炭素変成触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蒲生 孝治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 都市ガス供給ラインに接続された燃料電
池に、可搬型燃料源の供給路を接続したことを特徴とす
る燃料電池発電システム。 - 【請求項２】 可搬型燃料源が、水素吸蔵合金を収容し
た水素貯蔵タンクである請求項１記載の燃料電池発電シ
ステム。 - 【請求項３】 可搬型燃料源が、ガスまたは液化ガスを
封入した圧力容器である請求項１記載の燃料電池発電シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7089605A JPH08287933A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7089605A JPH08287933A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08287933A true JPH08287933A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=13975394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7089605A Pending JPH08287933A (ja) | 1995-04-14 | 1995-04-14 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08287933A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009277585A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
| JP2012212687A (ja) * | 2012-07-05 | 2012-11-01 | Toshiba Home Technology Corp | 燃料電池装置 |
| JP2012214221A (ja) * | 2012-05-11 | 2012-11-08 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 非常時対応型燃料電池システムの安全運転方法 |
-
1995
- 1995-04-14 JP JP7089605A patent/JPH08287933A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009277585A (ja) * | 2008-05-16 | 2009-11-26 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
| JP2012214221A (ja) * | 2012-05-11 | 2012-11-08 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | 非常時対応型燃料電池システムの安全運転方法 |
| JP2012212687A (ja) * | 2012-07-05 | 2012-11-01 | Toshiba Home Technology Corp | 燃料電池装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040819 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050106 |